電動機驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】提供一種電動機驅(qū)動裝置(20)，在該電動機驅(qū)動裝置(20)中，即使在電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障的情況下，仍可進行與電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置相對應(yīng)的控制。電動機驅(qū)動裝置(20)對于電動汽車(1)的車輪驅(qū)動用的電動機(6)，按照設(shè)置于電動機(6)上的電動機角度檢測器(36)的角度檢測值，進行與磁極位置相對應(yīng)的控制。電動機驅(qū)動裝置(20)包括：不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)，該不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)不采用旋轉(zhuǎn)傳感器而進行電動機(6)的電動機轉(zhuǎn)子(75)的角度的推測；傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)，該傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)判斷電動機角度檢測器(36)的故障；傳感器切換機構(gòu)(47b)，該傳感器切換機構(gòu)(47b)在傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)判定電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障的場合，采用不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度代替電動機角度檢測器(36)的角度檢測值來進行控制。
【專利說明】電動機驅(qū)動裝直
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求申請日為2011年6月30日、申請?zhí)枮槿毡咎卦?011-145559號申請；申請日為2011年7月6日、申請?zhí)枮槿毡咎卦?011-149944號申請；申請日為2011年7月6日、申請?zhí)枮槿毡咎卦?011-149945號申請的優(yōu)先權(quán)，通過參照其整體，將其作為本申請的一部分的內(nèi)容而引用。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種電動機驅(qū)動裝置，其控制電動汽車中的車輪驅(qū)動用的電動機。
【背景技術(shù)】
[0004]在電動汽車中，為了進行電動機的高效驅(qū)動，采用檢測電動機轉(zhuǎn)子的角度的角度檢測器，對應(yīng)于電 動機轉(zhuǎn)子的磁極位置進行控制。該控制采用比如矢量控制(專利文獻I和專利文獻2)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I JP特開平10-14300號公報
[0008]專利文獻2 JP特開2000-134716號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在像上述專利文獻I和專利文獻2中記載的那樣，進行與電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置相對應(yīng)的控制，在該電動機驅(qū)動裝置中，在具有電動機轉(zhuǎn)子的角度檢測器破損、或其纜線斷開等的場合，無法正確地識別角度檢測值，從而無法進行電動機的驅(qū)動。或者，不能產(chǎn)生所希望的轉(zhuǎn)矩。
[0010]在具有分別驅(qū)動各車輪的電動機的內(nèi)輪電動機形式等的電動汽車中，如果在行駛中產(chǎn)生電動機角度檢測器的故障，則轉(zhuǎn)矩平衡被破壞，構(gòu)成發(fā)生滑移、打滑的原因。
[0011]如果車輛停止于道路上，無法直接進行電動機驅(qū)動，由于會構(gòu)成交通的障礙等，故即使在電動機轉(zhuǎn)子的角度檢測器或其布線系統(tǒng)產(chǎn)生故障的情況下，仍可自行到路邊的安全的場所或可自行到修理工場，則容易進行故障的應(yīng)對。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種電動機驅(qū)動裝置，在該電動機驅(qū)動裝置中，即使在電動機角度檢測器(即電動機轉(zhuǎn)子角度檢測器)發(fā)生故障的情況下，仍可進行與電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置相對應(yīng)的控制，進行電動機驅(qū)動。在下面，采用表示實施方式的附圖中的標號，對本發(fā)明的概述進行說明。
[0013]解決課題用的技術(shù)方案
[0014]本發(fā)明的電動機驅(qū)動裝置(20)為下述電動機驅(qū)動裝置(20)，其包括基本驅(qū)動控制部(38)，該基本驅(qū)動控制部(38)相對電動汽車的車輪驅(qū)動用的電動機(6)，按照設(shè)置于該電動機(6)上的電動機角度檢測器(36)的角度檢測值，進行與磁極位置相對應(yīng)的控制。[0015]該電動機驅(qū)動裝置(20)包括:電動機角度推測機構(gòu)，該電動機角度推測機構(gòu)為不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(第I電動機角度推測機構(gòu))(50)和車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(第2電動機角度推測機構(gòu))(46)中的至少一個，該不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)不采用旋轉(zhuǎn)檢測器來進行上述電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測，該車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)根據(jù)檢測上述電動機(6)驅(qū)動的車輪的旋轉(zhuǎn)速度的車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的檢測信號，推測上述電動機轉(zhuǎn)子的角度；傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)，該傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)判斷上述電動機角度檢測器(36)的故障；傳感器切換機構(gòu)(47b)，該傳感器切換機構(gòu)(47b)在該傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)判定上述電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障的場合，采用上述一個電動機角度推測機構(gòu)(50、46)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度代替上述電動機角度檢測器(36)的角度檢測值，使上述基本驅(qū)動控制部(38)進行控制。上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)也可為用于防抱死系統(tǒng)的控制的檢測器。
[0016]按照該方案，在正常時，按照電動機角度檢測器(36)的角度檢測值，通過上述基本驅(qū)動控制部(38)而進行與磁極位置相對應(yīng)的控制，進行效率良好的電動機驅(qū)動。電動機角度檢測器(36)的故障通過傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)監(jiān)視而判定。傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)對電動機角度檢測器(36)的故障的判斷既可結(jié)合電動機角度檢測器(36)的布線系統(tǒng)而進行，也可僅僅針對電動機角度檢測器(36)而進行。如果通過傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)判定電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障，則傳感器切換機構(gòu)(47b)采用不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)或車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度，代替電動機角度檢測器(36)的角度檢測值，進行基本驅(qū)動控制部(38)的控制。由此，即使在電動機角度檢測器(36)產(chǎn)生故障的情況下，仍可進行與采用基本驅(qū)動控制部(38)的與磁極位置相對應(yīng)的控制。
[0017]由此，在具有分別驅(qū)動各車輪2的電動機(6)的內(nèi)輪電動機形式等的電動汽車中，即使在行駛中電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障的情況下，仍可避免轉(zhuǎn)矩平衡的破壞，可防止滑移、打滑的發(fā)生。不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)、車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度，與電動機角度檢測器(36)得到的角度檢測值相比較，雖然有精度、可靠性不充分的情況，但可進行向修理工場等的車輛的修理場所、路邊的安全的躲避場所等的自行行駛。
[0018]車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)采用車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的檢測信號，由于為了用于防抱死系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)的控制等，該車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24) —般設(shè)置于車輛中，故可采用該車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)，不必新的追加傳感器種類。由此，可不追加傳感器種類，在電動機角度檢測器(36)產(chǎn)生故障的場合進行電動機驅(qū)動。
[0019]另外，“不采用旋轉(zhuǎn)檢測器”指不利用旋轉(zhuǎn)檢測器的檢測值。但是，關(guān)于使電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測值正確化的補償采用旋轉(zhuǎn)檢測器的檢測值的場合，相當于“不采用旋轉(zhuǎn)檢測器地進行電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測”。
[0020]在優(yōu)選的實施方式中，包括上述不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)和車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)這兩者，上述傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)進一步判定上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的故障，上述傳感器切換機構(gòu)(47b)在上述傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)判定上述電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障的場合，采用上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度，進行上述基本驅(qū)動控制部(38)的控制，在判定電動機角度檢測器(36)和上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的兩者發(fā)生故障的場合，采用上述不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度，進行上述基本驅(qū)動控制部(38)的控制。
[0021]按照上述方案，如果電動機角度檢測器(36)和車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)這兩者發(fā)生故障，傳感器切換機構(gòu)(47b)將基本驅(qū)動控制部(38)的控制切換到不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)的控制。由此，即使在電動機角度檢測器(36)和車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)均發(fā)生故障的情況下，仍可行駛。
[0022]在本發(fā)明中，上述傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)根據(jù)一定時期的上述電動機角度檢測器(36)的角度檢測值的變化量、上述基本驅(qū)動控制部產(chǎn)生的提供給上述電動機的指令值(Iqref,Idref(Va、νβ)和上述電動機的檢測值(Iq、Id，(Ια、Ιβ)的差中的任意一者或兩者，判斷上述電動機角度檢測器(36)的故障。
[0023]由于一定時期的電動機角度檢測器(36)的角度檢測值的變化量在以某程度確定的范圍內(nèi)，故在變化量極大的場合，視為電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障。于是，也可設(shè)定適當?shù)拈撝档?，在上述變化量超過閾值的場合，可判定為發(fā)生故障。上述“一定時期”可適當設(shè)計。另外，由于提供給上述電動機的指令值(Iqref、Idref, (V α、νβ))和電動機的檢測值(Iq、Id, (Ια、Ιβ))的差位于以某程度確定的范圍內(nèi)，故同樣在該場合，也可設(shè)定適當?shù)拈撝档?，在上述差超過閾值的場合，判定為電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障。具體來說，如果轉(zhuǎn)矩電流指令值(Iqref)和轉(zhuǎn)矩電流檢測值(Iq)的差、與磁通量電流指令值(Idref)和磁通量電流檢測值(Id)的差的任意一者均超過上述閾值，則也可判定電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障。另外，提供給電動機的指令值和電動機的檢測值也可進行α β坐標轉(zhuǎn)換，如果相當于電動機電壓的指令值(Va、νβ)的電壓指令值的a成分和β成分、與電動機電流的檢測值Ia、Ιβ的a成分和β成分的相應(yīng)的差的任意一者均超過上述閾值，則也可判定電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障。在該場合，也可監(jiān)視加速踏板動作，在通過加速踏板動作提供給電動機的指令值(Iqref、Idref)較大變化的場合，判定為電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障。對于依據(jù)電動機角度檢測器(36)的檢測值的變化量的故障判斷、與提供給電動機的指令值與電動機的檢測值的差的故障判斷，也可采用任意者而進行，但是如果采用兩者而進行判斷，則即使在較小地設(shè)定上述各閾值的情況下，仍可進行確實的判斷，進行早期的故障判斷。
[0024]在本發(fā)明中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)的場合，上述不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)在采用上述電動機角度檢測器(36)所檢測到的角度檢測值，上述基本驅(qū)動控制部(38)對上述電動機進行與磁極位置相對應(yīng)的控制的期間，也可按照下述方式進行補償處理，該方式為:不間斷地推測上述電動機轉(zhuǎn)子的角度，將該已推測的電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測值與上述電動機角度檢測器36得到的角度檢測值進行比較，上述推測值和上述檢測值的差為最小。
[0025]在電動機角度檢測器(36)正常的期間，通過其角度檢測值，預(yù)先對不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)的角度的推測值進行補償，由此，可以良好的精度進行不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測。該補償通過下述等方式進行，該方式為:比如，對采用用于推測的電流值等的檢測值、電動機線圈的電阻值、電感的預(yù)定的參數(shù)值，計算電動機轉(zhuǎn)子角度的公式的系數(shù)進行補償。上述“按照下述方式進行補償處理，該方式為:不間斷地推測上述電動機轉(zhuǎn)子的角度，將該已推測的電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測值與上述電動機角度檢測器36得到的角度檢測值進行比較，上述推測值和上述檢測值的差為最小”也可不一定絕對地進行比較和補償，還可定期地進行補償。
[0026]在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)的場合，上述不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)包括:比如，相位推測部(50a)，該相位推測部(50a)在采用上述電動機角度檢測器檢測到的角度檢測值，進行上述基本驅(qū)動控制部(38)對上述電動機的對應(yīng)磁極位置的控制期間，不間斷地推測電動機的轉(zhuǎn)子的角度；第I比較部(50b)，該第I比較部(50b)將該相位推測部(50a)已推測的推測值與上述電動機角度檢測器(36)的角度檢測值進行比較；補償值存儲補償部(50c)，該補償值存儲補償部(50c)確定使該比較結(jié)果為最小的用于電動機的各參數(shù)的調(diào)整值或在電動機角度推測值中附加彌補的彌補值，存儲該調(diào)整值或彌補值(補償值)。具有補償值存儲補償部(50c)，該補償值存儲補償部(50c)基于該已存儲的調(diào)整值或彌補值(補償值)，根據(jù)由車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)或轉(zhuǎn)數(shù)運算部(101)獲得的轉(zhuǎn)數(shù)和上述基本驅(qū)動控制部(38)所產(chǎn)生的電流指令值中的任意一者或兩者，確定上述補償處理，進行補償。
[0027]通過該相位推測部(50a)、第I比較部(50b)與補償值存儲補償部(50c)，可進行精度更進一步良好的不帶有傳感器的角度推測。
[0028]也可在本發(fā)明中設(shè)置起動時轉(zhuǎn)子角度算出機構(gòu)(102)，該起動時轉(zhuǎn)子角度算出機構(gòu)(102)在通過上述傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)而判定為上述電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障的狀態(tài)，在電動機停止后起動電動機(6)時，根據(jù)電動機(6)的反電動勢算出電動機轉(zhuǎn)子的角度，按照該已算出的角度，進行上述基本驅(qū)動控制部(38)的控制。
[0029]由于上述基本驅(qū)動控制部(38)按照角度檢測值進行與磁極位置相對應(yīng)的控制，故如果角度不明，則無法使電動機(6)旋轉(zhuǎn)。特別是，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)的場合，由于車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的輸出信號由相對角度構(gòu)成，故如果不存儲相對該角度和磁極位置的關(guān)系，則在停止后的起動時無法把握電動機轉(zhuǎn)子的角度。另外，即使不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)，也無法把握電動機轉(zhuǎn)子的角度。由此，在停止后的起動時，對于與磁極位置相對應(yīng)的控制來說必要的電動機轉(zhuǎn)子的角度不明。由此，在停止的場合，無法馬上起動電動機(6)，但是，在具有兩個以上的電動機(6)的電動汽車的場合，可采用無問題的電動機(6)進行暫時的行駛。如果行駛，則傳感器產(chǎn)生故障的電動機(6)伴隨車輪(2)的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動。通過檢測此時的電動機(6)的反電動勢，可檢測磁極位置。由于可按照電氣角的I個周期檢測磁極位置，故比如，在輪胎2a旋轉(zhuǎn)幾分之一的時刻，可進行反電動勢的角度檢測，可驅(qū)動電動機出)。由此，可驅(qū)動電動機(6)，直至產(chǎn)生單輪驅(qū)動的直進性的障礙。
[0030]在本發(fā)明中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)的場合，如果上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)設(shè)置成僅僅檢測相對的角度變化，對對應(yīng)于車輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖的間隔進行運算，檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，則上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)在電動機旋轉(zhuǎn)時根據(jù)電動機角度檢測器(36)的角度檢測值，算出與上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的檢測信號相對應(yīng)的電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置，如果通過上述傳感器切換機構(gòu)(47b)，按照采用上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的方式切換，則根據(jù)上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的檢測信號推測上述電動機轉(zhuǎn)子的角度。
[0031]在車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的檢測信號為相對角度輸出的場合，如果根據(jù)正常時的電動機角度檢測器(36)的信號，預(yù)先算出轉(zhuǎn)子磁極位置，則可在行駛中的電動機角度檢測器(36)發(fā)生故障時切換，將車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的檢測信號用于電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測。
[0032]在該場合，上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)也可具有磁極位置關(guān)系存儲部(46a)，該磁極位置關(guān)系存儲部(46a)在上述傳感器故障判斷機構(gòu)(47a)判斷為上述電動機角度檢測器(36)正常的期間，根據(jù)上述電動機角度檢測器(36)的角度檢測值，算出與上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)的檢測信號相對應(yīng)的磁極位置，存儲該車輪轉(zhuǎn)數(shù)和磁極位置的相關(guān)性。
[0033]在上述電動機出)為同步電動機等的場合，如果不能檢測到電動機轉(zhuǎn)子的角度，則無法開始旋轉(zhuǎn)，但是，在磁極位置關(guān)系存儲部(46a)中，預(yù)先存儲相對車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器
(24)的檢測信號的磁極位置的相關(guān)性，即磁極位置關(guān)系，由此，即使在電源再接通后仍可起動。另外，優(yōu)選形成下述的結(jié)構(gòu)，其中，在具有磁極位置關(guān)系存儲部(46a)的結(jié)構(gòu)中，按照即使在于電源關(guān)閉的狀態(tài)因外在原因使車輪旋轉(zhuǎn)的情況下，仍可把握磁極位置的方式，進行車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)和車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)在于電源斷開時，仍檢測車輪的旋轉(zhuǎn)的場合，開始動作。
[0034]還可在本發(fā)明中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)的場合，上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)對對應(yīng)于車輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖的間隔進行運算，檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)使上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)所輸出的脈沖倍增，推測電動機轉(zhuǎn)子的角度。
[0035]由于車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)用于防抱死系統(tǒng)等，故一般不需要高的分辨率，采用比電動機角度檢測器(36)低的分辨率的類型。但是，在車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)對脈沖的間隔進行運算、檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度的場合，通過使脈沖為倍增，可提高檢測角度的分辨率，可獲得與比如由旋轉(zhuǎn)變壓器等構(gòu)成的電動機角度檢測器(36)相同的分辨率。
[0036]在本發(fā)明中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)的場合，如果上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)對對應(yīng)于車輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖的間隔進行運算、檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，則上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)測量上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)所輸出的脈沖期間的時間，推測電動機轉(zhuǎn)子的角度。
[0037]代替脈沖的倍增，預(yù)先對脈沖期間進行時間測定，在對于進行矢量控制運算等的與磁極位置相對應(yīng)的控制的運算中所必需的時刻，可根據(jù)相對基準的脈沖數(shù)量和脈沖期間時間，對角度進行運算。同樣在該場合，與使脈沖倍增的場合相同，以良好的精度對電動機轉(zhuǎn)子角度進行運算。
[0038]也可在本發(fā)明中設(shè)置電動機轉(zhuǎn)子角度補償部(46d)，其中，如果上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器(24)設(shè)置成僅僅檢測相對的角度變化，對對應(yīng)于車輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖的間隔進行運算、檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，則在通過上述傳感器切換機構(gòu)(47b)進行采用上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的控制的切換后，上述不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)進行電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置的算出，根據(jù)上述已算出的電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置，對通過上述車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)所推測的電動機轉(zhuǎn)子角度進行補償。
[0039]車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器測定與旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的脈沖的間隔，根據(jù)脈沖的計數(shù)值對角度進行運算。即，電角度為360度的脈沖數(shù)量是已知的，一旦知道磁極位置，則根據(jù)脈沖數(shù)量知道電動機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角。但是，即使在因噪音的影響、檢測能力低而產(chǎn)生偏差的情況下，車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器無法判斷。由此，定期地通過不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)，對磁極位置進行補償，由此，可提高可靠性。
[0040]在本發(fā)明中，上述電動機(6)也可為電動汽車的電動機(6)，其中，各電動機6分別驅(qū)動一個車輪(2)。在該場合，上述電動機(6)也可為構(gòu)成接近而安裝于車輪(2)上的內(nèi)輪電動機裝置⑶的電動機(6)。
[0041]在具有分別通過電動機而驅(qū)動的多個車輪(2)的場合，如果在行駛中產(chǎn)生電動機角度檢測器(36)的故障，是導致轉(zhuǎn)矩平衡破壞、滑移或打滑的發(fā)生的原因。由此，切換到采用車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)或不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)的角度推測值的控制，這一點更進一步有效。另外，在具有多個電動機6的電動汽車的場合，容易采用使用上述電動機反電動勢的起動時轉(zhuǎn)子角度算出機構(gòu)(102)。
[0042]上述內(nèi)輪電動機裝置⑶也可包括車輪用軸承(4)、上述電動機(6)、以及夾設(shè)于該電動機(6)和車輪用軸承(4)之間的減速器(7)。在夾設(shè)有減速器(7)的內(nèi)輪電動機裝置(8)中，由于電動機(6)高速旋轉(zhuǎn)，故采用車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)或不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)的電動機轉(zhuǎn)子角度推測值而進行控制這一點更加有效。
[0043]上述減速器(7)也可為擺線減速器。對于擺線減速器，通過順暢的動作獲得高減速比，但是由于為高減速比，故電動機(6)為更高速的旋轉(zhuǎn)。由此，采用車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)或不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)的電動機轉(zhuǎn)子角度推測值而進行控制這一點更加有效。
[0044]本發(fā)明的電動汽車為裝載本發(fā)明的上述任意方案的電動機驅(qū)動裝置(20)的電動汽車。按照該電動汽車，通過采用本發(fā)明的電動機驅(qū)動裝置(20)的不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(50)或車輪速度對應(yīng)電動機角度推測機構(gòu)(46)的電動機轉(zhuǎn)子角度推測值的控制，即使在電動機角度檢測器(36)產(chǎn)生故障的情況下，仍可行駛。
[0045]權(quán)利要求書和/或說明書和/或附圖中公開的至少兩個結(jié)構(gòu)中的任意的組合均包含在本發(fā)明中。特別是，權(quán)利要求書中的各項權(quán)利要求的兩個以上的任意的組合也包含在本發(fā)明中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]根據(jù)參照附圖的下面的優(yōu)選的實施形式的說明，會更清楚地理解本發(fā)明。但是，實施形式和附圖用于單純的圖示和說明，不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書確定。在附圖中，多個附圖中的同一部件標號表示同一或相當?shù)牟糠帧?br> [0047]圖1為通過俯視圖而表示裝載本發(fā)明的第I?第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置的電動汽車的構(gòu)思方案的方框圖；
[0048]圖2為表示該電動汽車的逆變裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0049]圖3為該逆變裝置的電路圖；[0050]圖4為該逆變裝置的輸出波形的說明圖；
[0051]圖5為本發(fā)明的第I實施方式的電動機驅(qū)動裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0052]圖6為本發(fā)明的第I?第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置的基本驅(qū)動控制部的構(gòu)思方案的方框圖；
[0053]圖7為表示本發(fā)明的第1、第2、第5?第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置的不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)在使用時的動作狀態(tài)的構(gòu)思方案的方框圖；
[0054]圖8(A)?圖8(C)為表示本發(fā)明的第I和第2實施方式的電動機驅(qū)動裝置的向電動機轉(zhuǎn)子角度的無旋轉(zhuǎn)傳感器角度推測的切換的樣子的說明圖；
[0055]圖9為本發(fā)明的第2實施方式的電動機驅(qū)動裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0056]圖10為本發(fā)明的第3實施方式的電動機驅(qū)動裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0057]圖11 (A)為表示作為本發(fā)明的第3?第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置中的車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的輸出的脈沖的圖，圖1l(B)為使圖11㈧的輸出倍增的脈沖的圖，圖1l(C)為表不相對圖1l(A)的輸出的矢量運算的時刻的圖；
[0058]圖12(A)和圖12⑶為本發(fā)明的第3和第4實施方式的對電動機驅(qū)動裝置的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測的切換方式的說明圖；
[0059]圖13為本發(fā)明的第4實施方式的電動機驅(qū)動裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0060]圖14為本發(fā)明的第5實施方式的電動機驅(qū)動裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0061]圖15(A)?圖15(C)為本發(fā)明的第5?第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測的切換方式的說明圖；
[0062]圖16為本發(fā)明的第6實施方式的電動機驅(qū)動裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0063]圖17為本發(fā)明的第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置的構(gòu)思方案的方框圖；
[0064]圖18為表不具有本發(fā)明的第I?第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置的電動汽車的內(nèi)輪電動機裝置的一個例子的剖面；
[0065]圖19為沿圖18中的XIX-XIX線的剖視圖；
[0066]圖20為圖19的部分放大剖視圖；
[0067]圖21為表不具有本發(fā)明的第I?第7實施方式的電動機驅(qū)動裝置的電動汽車的旋轉(zhuǎn)傳感器的一個例子的剖面圖。
【具體實施方式】
[0068]根據(jù)圖1?圖8㈧?圖8 (C)，對本發(fā)明的第I實施方式的電動機驅(qū)動裝置進行說明。圖1為表示裝載本實施方式的電動機驅(qū)動裝置的電動汽車的構(gòu)思方案的俯視圖。該電動汽車為下述的四輪汽車，其中，構(gòu)成車身I左右的后輪的車輪2為驅(qū)動輪，構(gòu)成左右前輪的車輪3為從動輪。構(gòu)成前輪的車輪3為操縱輪。構(gòu)成驅(qū)動輪的左右的車輪2、2分別通過獨立的行駛用的電動機6而驅(qū)動。電動機6的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由減速器7和車輪用軸承4傳遞給車輪2。該電動機6、減速器7以及車輪用軸承4相互構(gòu)成作為一個組裝部件的內(nèi)輪電動機裝置8。在內(nèi)輪電動機裝置8中，電動機6接近車輪2而設(shè)置，其一部分或整體設(shè)置于車輪2的內(nèi)部。在各車輪2、3中分別設(shè)置有電動式等的機械式的制動器(圖中未示出)。另外，在這里所述的“機械式”為用于區(qū)別于再生制動器的用語，還包括液壓制動器。
[0069]對電動汽車的控制系統(tǒng)進行說明。在車身I上裝載:主要的E⑶21，該主要的E⑶21作為進行汽車整體的總控制的電控制單元；多個(在圖示的例子中為兩個)的逆變裝置22，該多個逆變裝置22分別按照該ECU21的指令，進行各行駛用的電動機6的控制。通過E⑶21和多個逆變裝置22、22構(gòu)成電動機驅(qū)動裝置20。E⑶21由計算機、在其中運行的程序、以及各種電子電路等構(gòu)成。另外，ECU21和各逆變裝置22的弱電系統(tǒng)也可由相互共用的計算機、共用的基板上電子電路構(gòu)成。
[0070]E⑶21包括轉(zhuǎn)矩分配機構(gòu)48，該轉(zhuǎn)矩分配機構(gòu)48根據(jù)加速踏板操作部16所輸出的加速踏板打開度的信號、制動器操作部17所輸出的減速指令、與操舵機構(gòu)15所輸出的轉(zhuǎn)動指令，將提供給左右輪的行駛用電動機6、6的加速和減速指令作為轉(zhuǎn)矩指令值生成，輸出給各逆變裝置22。另外，轉(zhuǎn)矩分配機構(gòu)48在具有制動器操作部17所輸出的減速指令時，具有下述的功能，即，分配成將電動機6用作再生制動器的制動轉(zhuǎn)矩指令值、使機械式的制動器(圖中未示出)動作的制動轉(zhuǎn)矩指令值。用作再生制動器的制動轉(zhuǎn)矩指令值反映給提供給各行駛用電動機6、6的加速和減速指令的轉(zhuǎn)矩指令值。加速踏板操作部16和制動器操作部17分別由加速踏板和制動踏板等的踏板、與踏板傳感器構(gòu)成，該踏板傳感器檢測該踏板的動作量。操舵機構(gòu)15由方向盤和檢測其旋轉(zhuǎn)角度的操舵角傳感器構(gòu)成。在車身I上還裝載有電池19，該電池19用作電動機6、6的驅(qū)動、與車輛整體的電動系統(tǒng)的電源。
[0071]像圖2所示的那樣，逆變裝置22由電源電路部28與電動機控制部29構(gòu)成，該電源電路部28為對各電動機6而設(shè)置的電力轉(zhuǎn)換電路部，該電動機控制部29控制該電源電路部28。電動機控制部29具有將各檢測值、控制值等的信息輸出給ECU21功能，該各檢測值、控制值等的信息涉及與該電動機控制部29相對應(yīng)的內(nèi)輪電動機裝置8(圖1)。
[0072]電源電路部28由逆變器31和PWM驅(qū)動器32構(gòu)成，該逆變器31將電池19 (圖1)的直流電轉(zhuǎn)換為用于電動機6的驅(qū)動的3相的交流電，該PWM驅(qū)動器32為控制該逆變器31的機構(gòu)。
[0073]在圖3中，電動機6由3相的同步電動機，比如IPM型(埋入磁鐵型)同步電動機等構(gòu)成。逆變器31由作為半導體開關(guān)元件的多個驅(qū)動元件31a構(gòu)成，通過脈沖波形而輸出電動機6的三相(U、V、W相)的各相的驅(qū)動電流。PWM驅(qū)動32對已輸入的電流指令進行脈沖寬度調(diào)制，將on、off指令提供給上述各驅(qū)動元件31a。上述脈沖幅度調(diào)制按照比如像圖4所示的那樣，獲得進行正弦波驅(qū)動的電流輸出的方式進行。在圖3中，通過作為電源電路部28的弱電電路部的PWM驅(qū)動器32、上述電動機控制部分29構(gòu)成逆變裝置22中的作為弱電電路部分的運算部33。運算部33由計算機、在其中運行的程序、與電子電路構(gòu)成。在逆變裝置22中還設(shè)置有使用平滑電容器的平滑部37，該平滑部37并列地夾設(shè)于電池19和逆變器31之間。
[0074]在電動機6中設(shè)置有檢測電動機轉(zhuǎn)子75的角度的電動機角度檢測器36。該電動機角度檢測器36采用旋轉(zhuǎn)變壓器等的高精度的檢測器。另外，像圖2所示的那樣，在車輪用軸承4或支承車輪用軸承4的轉(zhuǎn)向節(jié)(圖中未示出)等的支承部件上，設(shè)置有檢測車輪2的旋轉(zhuǎn)的車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24。由于車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24用于防抱死系統(tǒng)(圖中未示出)，故具有稱為ABS傳感器的情況。車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24為其分辨率低于電動機角度檢測器36的檢測器。
[0075]圖2、圖3中的逆變裝置22的電動機控制部29為圖5所示的結(jié)構(gòu)。電動機控制部29包括基本驅(qū)動控制部38，該基本驅(qū)動控制部38按照設(shè)置于電動機6中的電動機角度檢測器36的角度檢測值，進行與磁極位置相對應(yīng)的控制，電動機控制部29進行矢量控制。矢量控制是按照分為轉(zhuǎn)矩電流和磁通量電流，獨立地對各自的電流進行控制的方式，實現(xiàn)高速響應(yīng)和高精度控制的控制方式。圖6為聚焦于圖5所示的結(jié)構(gòu)中的基本驅(qū)動控制部38，并省略無需說明的組成部件的圖。
[0076]在圖6中，基本驅(qū)動控制部38包括:電流指令運算部39 ;轉(zhuǎn)矩電流控制部40 ;磁通量電流控制部41 ; α β坐標轉(zhuǎn)換部42 ;兩相/三相坐標轉(zhuǎn)換部43 ;檢測側(cè)的三相/兩相坐標轉(zhuǎn)換部44 ;旋轉(zhuǎn)坐標轉(zhuǎn)換部45。
[0077]電流指令運算部39像在該圖中通過方框而表示內(nèi)部結(jié)構(gòu)的那樣，包括轉(zhuǎn)矩電流指令部39a和磁通量電流設(shè)定部3%。轉(zhuǎn)矩電流指令部39a為按照由上級控制機構(gòu)提供的轉(zhuǎn)矩指令值，輸出轉(zhuǎn)矩電流的指令值Iqref的機構(gòu)。上級控制機構(gòu)為圖1的ECU21，在像圖示的那樣，ECU21具有轉(zhuǎn)矩分配機構(gòu)48的場合，像圖6那樣，為轉(zhuǎn)矩分配機構(gòu)48。由該上級控制機構(gòu)提供的轉(zhuǎn)矩指令為通過加速踏板開度和制動器的制動指令等而運算的轉(zhuǎn)矩電流的指令值Iqref。磁通量電流設(shè)定部39b為輸出磁通量電流確定的指令值Idref的機構(gòu)。磁通量電流的指令值Idref對應(yīng)于電動機6的特性等而適當設(shè)定，但是通常為“O”。在下面將轉(zhuǎn)矩電流稱為“q軸電流”。另外，在下面將磁通量電流稱為“d軸電流”。同樣關(guān)于電壓，將轉(zhuǎn)矩電壓稱為“q軸電壓”，將磁通量電壓稱為“d軸電壓”。另外，q軸為電動機旋轉(zhuǎn)方向的軸，d軸為與q軸相垂直的方向的軸。磁通量電流也稱為勵磁電流。
[0078]轉(zhuǎn)矩電流控制部40為下述的機構(gòu)，其按照q軸電流檢測值Iq跟隨變化的方式，對由電流指令運算部39的轉(zhuǎn)矩電流指令部39a所提供的q軸電流指令值Iqref進行控制。q軸電流檢測值Iq根據(jù)檢測電動機6的驅(qū)動電流(像后述的那樣的2相或3相的電流)的電流檢測機構(gòu)35的檢測值，經(jīng)由三相/兩相坐標轉(zhuǎn)換部44與旋轉(zhuǎn)坐標轉(zhuǎn)換部45而獲得。轉(zhuǎn)矩電流控制部40輸出q軸電壓指令值Vq。
[0079]轉(zhuǎn)矩電流控制部40由減法運算部40b和運算處理部40a構(gòu)成，該減法運算部40b從q軸電流指令值Iqref中減去q軸電流檢測值Iq，該運算處理部40a對減法運算40b的輸出進行恒定的運算處理。運算處理部40a在本例子中進行比例積分處理。
[0080]磁通量電流控制部41為下述的機構(gòu)，其按照d軸電流檢測值Id跟隨變化的方式，對由電流指令運算部39的磁通量電流設(shè)定部39b所提供的d軸電流指令值Idref進行控制。d軸電流檢測值Id根據(jù)檢測電動機6的驅(qū)動電流(像后述的那樣的兩相或三相的電流)的電流檢測機構(gòu)35的檢測值，經(jīng)由三相/兩相坐標轉(zhuǎn)換部44與旋轉(zhuǎn)坐標轉(zhuǎn)換部45而獲得。磁通量電流控制部41輸出d軸電壓指令值Vd。
[0081]磁通量電流控制部41由減法運算部41b和運算處理部41a構(gòu)成，該減法運算部41b從d軸電流指令值Idref中減去d軸電流檢測值Id,該運算處理部41a對減法運算部41b的輸出進行恒定的運算處理。運算處理部41a在本例子中進行比例積分處理。
[0082]上述三相/兩相坐標轉(zhuǎn)換部44為下述的機構(gòu)，其將流過電動機6的U相、V相、W相的電流中的兩個或三個相的電流比如U相的電流Iu與V相的電流Iv的檢測值，轉(zhuǎn)換為靜止正交兩相坐標成分的實際電流(α軸上的實際電流和β軸上的實際電流)的檢測值
Iα、I β 0
[0083]旋轉(zhuǎn)坐標轉(zhuǎn)換部45為下述的機構(gòu)，其根據(jù)由電動機角度檢測器36檢測的電動機轉(zhuǎn)子角度Θ，將上述靜止正交兩相坐標成分的實際電流的檢測值Ια、Ιβ轉(zhuǎn)換為q、d軸上的檢測值Iq、Id。
[0084]α β坐標轉(zhuǎn)換部42為下述的機構(gòu)，其根據(jù)由電動機角度檢測器36檢測的電動機轉(zhuǎn)子角度Θ，即電動機轉(zhuǎn)子相位，將q軸電壓指令值Vq和d軸電壓指令值Vd轉(zhuǎn)換為固定二相坐標成分的實際電壓的指令值Va、νβ。
[0085]2相/3相坐標轉(zhuǎn)換部43為下述的機構(gòu)，其將α β坐標轉(zhuǎn)換部42所輸出的實際電壓的指令值V α、V β轉(zhuǎn)換為控制電動機6的U相、V相、W相的3相交流的電壓指令值Vu、Vv>Vw。
[0086]電源電路部28對像上述那樣的從基本驅(qū)動控制部38中的兩相/三相坐標轉(zhuǎn)換部43所輸出的電壓指令值Vu、Vv、Vw進行電力轉(zhuǎn)換，輸出電動機驅(qū)動電流Iu、Iv、Iw。
[0087]該第I實施方式的電動機驅(qū)動裝置20包括上述結(jié)構(gòu)的基本驅(qū)動控制部38，另外，像圖5那樣，設(shè)置有不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)(第I電動機角度推測機構(gòu))50、與傳感器故障判斷傳感器切換部47。不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50為不采用旋轉(zhuǎn)檢測器而進行電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測的機構(gòu)，該不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50由相位推測部50a、第I比較部50b、與補償值存儲補償部50c構(gòu)成。傳感器故障判斷傳感器切換部47由傳感器故障判斷機構(gòu)47a和傳感器切換機構(gòu)47b構(gòu)成，該傳感器故障判斷機構(gòu)47a判斷電動機角度檢測器36的故障，該傳感器切換機構(gòu)47b在該傳感器故障判斷機構(gòu)47a判定為電動機角度檢測器36發(fā)生故障的場合，代替使用電動機角度檢測器36而得到的角度檢測值，而采用不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測值，進行上述基本驅(qū)動控制部38的控制。
[0088]另外，圖7表示采用不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度而進行控制的情況，為了容易理解，僅僅示出圖5的組成部件中，使用不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度而進行控制的場合的各機構(gòu)，省略了其它的機構(gòu)。
[0089]在圖5中，傳感器故障判斷機構(gòu)47a根據(jù)比如一定時間的電動機角度檢測器36的角度檢測值Θ的變化量判斷是否具有故障。由于一定時間的電動機角度檢測器36的角度檢測值Θ的變化量在某種程度的確定的范圍內(nèi)，故在變化量變得極大的場合，視為電動機角度檢測器36發(fā)生故障。于是，也可設(shè)定適當?shù)拈撝?、范圍，在上述變化量超過閾值、范圍的場合判定為發(fā)生故障。對于上述“一定時間”，適當設(shè)計即可。
[0090]此外，傳感器故障判斷機構(gòu)47a也可根據(jù)提供給電動機的指令值和電動機的檢測值的差，判斷出是否具有異常。所比較的指令值也可為比如從電流指令運算部39輸出的電動機電流指令I(lǐng)qref、Idref。另外，所比較的檢測值也可為坐標轉(zhuǎn)換為與電動機電流指令相同的q軸電流和d軸電流的值。即，也可根據(jù)作為提供給電動機的指令值的轉(zhuǎn)矩電流指令值Iqref和作為電動機的檢測值的轉(zhuǎn)矩電流檢測值Iq的差，或者作為提供給電動機的指令值的磁通量電流指令值Idref和作為電動機的檢測值的磁通量電流檢測值Id的差，判斷是否異常。由于電動機電流指令值和作為實際上流動的電流的電動機電流檢測值的差，即轉(zhuǎn)矩電流指令值Iqref和轉(zhuǎn)矩電流檢測值Iq的差和磁通量電流指令值Idref和磁通量電流檢測值Id的差均在某種程度的確定的范圍內(nèi)，故也可在這些差中，分別設(shè)定適當?shù)拈撝档?，在上述差中的任意一者超過閾值的場合，判定為發(fā)生故障。在該場合，也可監(jiān)視加速踏板動作，判斷通過加速踏板動作電動機電流指令值較大地變化的場合，即轉(zhuǎn)矩電流指令值Iqref和磁通量電流指令值Idref中的任意一者較大變化的場合。另外,提供給電動機的指令值和電動機的檢測值也可通過α β坐標轉(zhuǎn)換部42而進行α β坐標轉(zhuǎn)換，還可根據(jù)相當于電動機電壓的指定值Va、νβ的電流指令值，與電動機電流的檢測值Ia、Ιβ的α成分和β成分的相應(yīng)的差的任意一者，判斷是否異常。
[0091]此外，傳感器故障判斷機構(gòu)47a還可根據(jù)上述角度檢測值Θ的變化量、提供給電動機的指定值Va、νβ (Iqref、Idref)與電動機的檢測值I a、I β (Iq、Id)的差的兩者而判斷。如果要采用兩者而判斷，則即使在以較小程度設(shè)定上述各閾值的情況下，仍能進行確實的故障判斷，進行早期的故障判斷。
[0092]在傳感器故障判斷機構(gòu)47a判定為電動機角度檢測器36發(fā)生故障的場合，傳感器切換機構(gòu)47b代替電動機角度檢測器36的檢測值Θ，將從不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50的相位推測部50a輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測值Θ est，輸入到電流指令運算部39、α β坐標轉(zhuǎn)換部42、旋轉(zhuǎn)坐標轉(zhuǎn)換部45中。
[0093]不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50在通過基本驅(qū)動控制部38采用電動機轉(zhuǎn)子的角度檢測值Θ的同時驅(qū)動電動機的期間，不間斷地進行電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測的動作，按照電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測值與電動機角度檢測器36的角度檢測值一致或接近它的方式進行補償。在該第I實施方式中，不帶有旋轉(zhuǎn)傳感器的角度推測機構(gòu)50由相位推測部50a、第I比較部50b、補償值存儲補償部50c構(gòu)成。
[0094]相位推測部50a為比如電動機等效電路方程式，
[0095](數(shù)學式I)
[0096]依據(jù)
【權(quán)利要求】
1.一種電動機驅(qū)動裝置，該電動機驅(qū)動裝置包括基本驅(qū)動控制部，該基本驅(qū)動控制部對于電動汽車的車輪驅(qū)動用的電動機，按照設(shè)置于該電動機上的電動機角度檢測器的角度檢測值進行與磁極位置相對應(yīng)的控制，該電動機驅(qū)動裝置包括: 第I電動機角度推測機構(gòu)和第2電動機角度推測機構(gòu)中的至少一個電動機角度推測機構(gòu)，該第I電動機角度推測機構(gòu)不采用旋轉(zhuǎn)檢測器來進行上述電動機的電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測，該第2電動機角度推測機構(gòu)根據(jù)車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的檢測信號推測上述電動機轉(zhuǎn)子的角度，該車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器檢測通過上述電動機驅(qū)動的車輪的旋轉(zhuǎn)速度； 傳感器故障判斷機構(gòu)，該傳感器故障判斷機構(gòu)判斷上述電動機角度檢測器的故障； 傳感器切換機構(gòu)，該傳感器切換機構(gòu)在該傳感器故障判斷機構(gòu)判定上述電動機角度檢測器發(fā)生故障的場合，采用上述一個電動機角度推測機構(gòu)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測值，代替上述電動機角度檢測器的角度檢測值，使上述基本驅(qū)動控制部進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，包括上述第I電動機角度推測機構(gòu)和第2電動機角度推測機構(gòu)這兩者， 上述傳感器故障判斷機構(gòu)進一步判斷上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的故障， 上述傳感器切換機構(gòu)在上述傳感器故障判斷機構(gòu)判定上述電動機角度檢測器發(fā)生故障的場合，采用上述第2電動機角度推測機構(gòu)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測值，使上述基本驅(qū)動控制部進行控制，在判定上述電動機角度檢測器和上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的兩者發(fā)生故障的場合，采用第I電動機角度推測機構(gòu)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測值，使上述基本驅(qū)動控制部進行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，上述傳感器故障判斷機構(gòu)根據(jù)一定時長的上述電動機角度檢測器的角度檢測值的變化量、與上述基本驅(qū)動控制部產(chǎn)生且提供給上述電動機的指令值和上述電動機的檢測值的差中的任意一者或兩者，判斷上述電動機角度檢測器的故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述第I電動機角度推測機構(gòu)的場合， 上述第I電動機角度推測機構(gòu)在采用上述電動機角度檢測器所檢測到的角度檢測值，進行上述基本驅(qū)動控制部對上述電動機的對應(yīng)磁極位置的控制期間，按照下述方式進行補償處理，該方式為:不間斷地推測上述電動機轉(zhuǎn)子的角度，將該已推測的電動機轉(zhuǎn)子的角度的推測值與上述電動機角度檢測器的角度檢測值進行比較，使上述推測值和上述檢測值的差為最小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述第I電動機角度推測機構(gòu)的場合， 上述第I電動機角度推測機構(gòu)包括:相位推測部，其中，在采用上述電動機角度檢測器所檢測到的角度檢測值，進行上述基本驅(qū)動控制部對上述電動機的對應(yīng)磁極位置的控制期間，該相位推測部不間斷地推測電動機轉(zhuǎn)子的角度；第I比較部，該第I比較部將該相位推測部已推測的推測值與上述電動機角度檢測器的角度檢測值進行比較；補償值存儲補償部，該補償值存儲補償部存儲作為該比較結(jié)果的上述推測值和上述檢測值的差為最小的補償值，基于該已存儲的補償值，根據(jù)由上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器或轉(zhuǎn)數(shù)運算部獲得的轉(zhuǎn)數(shù)和上述基本驅(qū)動控制部產(chǎn)生且提供給上述電動機的指令值中的任意一者或兩者，確定上述補償處理，進行補償。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，進一步包括起動時轉(zhuǎn)子角度算出機構(gòu)，該起動時轉(zhuǎn)子角度算出機構(gòu)在通過上述傳感器故障判斷機構(gòu)而判定上述電動機角度檢測器發(fā)生故障的狀態(tài)，在電動機停止后起動電動機時，根據(jù)電動機的反電動勢算出電動機轉(zhuǎn)子的角度，按照已算出的角度，使上述基本驅(qū)動控制部進行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述第2電動機角度推測機構(gòu)的場合， 如果上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器設(shè)置成僅僅檢測相對的角度變化，對對應(yīng)于車輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖的間隔進行運算、檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，則上述第2電動機角度推測機構(gòu)在電動機旋轉(zhuǎn)時根據(jù)電動機角度檢測器的角度檢測值，算出與上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的檢測信號相對應(yīng)的電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置，如果通過上述傳感器切換機構(gòu)，按照采用上述第2電動機角度推測機構(gòu)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的推測值的方式切換，則根據(jù)上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的檢測信號推測上述電動機轉(zhuǎn)子的角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，上述第2電動機角度推測機構(gòu)包括磁極位置關(guān)系存儲部，該磁極位置關(guān)系存儲部在上述傳感器故障判斷機構(gòu)判定上述電動機角度檢測器為正常的期間，基于上述電動機角度檢測器的角度檢測值，算出與上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的檢測信號相對應(yīng)的磁極位置，存儲該車輪轉(zhuǎn)數(shù)和磁極位置的相關(guān)性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述第2電動機角度推測機構(gòu)的場合， 如果上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器設(shè)置成對對應(yīng)于車輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖的間隔進行運算、檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，則上述第2電動機角度推測機構(gòu)使上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器所輸出的脈沖倍增，推測電動機轉(zhuǎn)子的角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，在上述一個電動機角度推測機構(gòu)為上述第2電動機角度推測機構(gòu)的場合`， 如果上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器設(shè)置成對對應(yīng)于車輪的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖的間隔進行運算、檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，則上述第2電動機角度推測機構(gòu)計量上述車輪轉(zhuǎn)數(shù)檢測器所輸出的脈沖間的時間，推測電動機轉(zhuǎn)子的角度。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，如果上述傳感器切換機構(gòu)切換到采用上述第2電動機角度推測機構(gòu)所輸出的電動機轉(zhuǎn)子角度的控制，則上述第I電動機角度推測機構(gòu)進行電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置的算出； 另外，該電動機驅(qū)動裝置包括電動機轉(zhuǎn)子角度補償部，該電動機轉(zhuǎn)子角度補償部根據(jù)上述已算出的電動機轉(zhuǎn)子的磁極位置，對通過上述第2電動機角度推測機構(gòu)所推測的電動機轉(zhuǎn)子角度進行補償。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，上述電動機為電動汽車中的電動機，且各電動機分別驅(qū)動一個車輪。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動機驅(qū)動裝置，其中，上述電動機構(gòu)成內(nèi)輪電動機裝置，該內(nèi)輪電動機裝置接近而安裝于車輪上。
14.一種電動汽車，該電動汽車裝載權(quán)利要求1所述的電動機驅(qū)動裝置。
【文檔編號】H02P6/16GK103650327SQ201280032129
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】山田裕之 申請人:Ntn株式會社